CN102660242B - 低压油井作业用保护液 - Google Patents

Abstract

低压油井作业用保护液，应用于油田保持压力较低的油井作业用的保护液。由降漏失A剂、降漏失B剂、胶囊破胶剂、助排剂HB-11和水组成，各组分质量百分比为：降漏失A剂，0.3～0.5％；降漏失B剂，0.3～0.5％；胶囊破胶剂，0.2～0.5％；助排剂HB-11，0.5～1.0％；余量为水，各组分质量百分比之和为百分之百。效果是：通过合成中间体与聚丙烯酰胺的交联反应，形成能够有效增加液体流动阻力的凝胶体，降低压井用液的漏失量，利用胶囊破胶剂定时破胶解除封堵，体系中的助排剂有利于降漏失剂破胶液的返排，起到迅速恢复产能的目的。

Description

低压油井作业用保护液

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及一种油层保持压力较低的油井作业用的保护液，是一种低压油井作业用保护液，专用于添加在油田回注水中，进行油层保持压力较低的油井作业。

背景技术

随着油层保护技术受到不断重视，钻完井过程的油层伤害得到一定程度的遏制，作业环节对地层的伤害表现的越来越明显，尤其是油田长期开发使地层压力普遍处于较低水平，在这类油井进行作业施工时，往往需要进行压井施工，一方面是为了保证作业过程中的安全，防止管柱某处憋压导致的井涌或井喷，另一方面是清洗管柱上的油污，保持施工现场整洁。但是由于地层压力系数低，一旦打入的压井液自身静液注压力高于地层压力，压井液大量灌入地层，提高地层含水饱和率从而改变岩石的润湿性，增加油流阻力；遇到粘土使之膨胀或者颗粒运移造成阻塞；改变毛细管力形成水锁增加原油流动阻力；清洗的油污、铁屑等也落到井眼附近造成堵塞。

目前，压井用水是压井作业的关键。现场往往采用油田处理后的回注水，由于回注水是汇集自各断块的采出水，成分复杂，漏失进入地层后与岩石直接接触发生物理、化学变化，现场表现是作业后油水井返排时间长，甚至有些井产量大幅降低，难以恢复到原先的水平，降低了作业井的生产时率和使用寿命。基于保护油层的目的，各油田开发的无机盐液体、清水等压井液体系，都不能有效限制漏失程度，尤其是地层压力系数低、亏空程度严重的作业井，漏失量往往超过几个井筒容积。

发明内容

本发明的目的是：提供一种低压油井作业用保护液，添加于油田回注水中注入井筒及地层，暂时封堵射孔井段，控制或减少修井液漏入地层，保护储层减轻射孔液对储层的伤害，实现油层压力较低油井的修井作业。

本发明采用的技术方案是：低压油井作业用保护液，由降漏失A剂、降漏失B剂、胶囊破胶剂、助排剂HB-11和水组成，各组分质量百分比为：降漏失A剂，0.3～0.5％；降漏失B剂，0.3～0.5％；胶囊破胶剂，0.2～0.5％；助排剂HB-11，0.5～1.0％；余量为水，各组分质量百分比之和为百分之百。

降漏失A剂的各组分质量百分比为：高分子聚丙烯酰胺(1800～2000万分子量)，40～60％；低分子聚丙烯酰胺(400～600万分子量)，20～30％；丙烯酰胺(单体)，10～20％。各组分质量百分比之和为百分之百。

降漏失B剂的各组分质量百分比为：有机铬中间体YJG，40～50％；树脂中间体SZT，20～40％；重铬酸钾10～20％。其中：制备有机铬中间体YJG的各组分质量百分比为：氢氧化铬，8～12％；果糖，40～60％；碳酸钾10～20％。制备树脂中间体SZT的各组分质量百分比为：尿素，20～40％；甲醛，50～70％；糠醇，10～20％；三乙醇胺(又称：氨基三乙醇)，0.1～0.5％；氢氧化钠，0.01～0.02％；冰乙酸，0.01～0.02％。降漏失B剂各组分质量百分比之和为百分之百。

胶囊破胶剂选择市售压裂用胶囊破胶剂，它是以过硫酸铵为囊心，表面裹上一层防水的囊衣材料而形成的微小胶囊，具有延缓释放破胶剂的特点。胶囊破胶剂也称：压裂用延缓胶囊破胶剂，北京希涛技术开发有限公司有销售；酸化压裂用胶囊破胶剂，潍坊天扬石油技术有限公司有销售；《西南石油学院学报》2002年12月发表的第6期，文章编号：1000-2634(2000)06-0068-03.发表了吴敏的文章“用于压裂液的胶囊破胶剂性能评价”，把胶囊破胶剂分为用于水基压裂液的胶囊破胶剂、用于交联酸冻胶的胶囊破胶剂和用于油基压裂液的胶囊破胶剂。

助排剂HB-11的各组分质量百分比为：中间体CDC，40～60％；中间体HGT，40～60％。其中制备中间体CDC的各组分质量百分比为：N，N-二甲基十四烷基叔胺，40～60％；环氧氯丙烷，40～60％。制备中间体HGT的各组分质量百分比为：N，N-二甲基十四烷基叔胺，60～80％；氯化苄，20～40％。各组分质量百分比之和为百分之百。

本发明低压油井作业用保护液的制备方法分为以下步骤完成：

一、降漏失A剂的制备：将分子量1800～2000万的高分子聚丙烯酰胺，40～60％；分子量400～600万的低分子聚丙烯酰胺，20～30％；丙烯酰胺(单体)，10～20％，加入反应釜搅拌10min，制成降漏失A剂。

二、降漏失B剂的制备：

1、制备有机铬中间体YJG：在反应釜中加入质量百分比为40～60％的果糖和30～40％的水，在搅拌条件下加热至80±2℃，把质量百分比为8～12％的氢氧化铬缓慢倒入反应釜，敞口反应0.5～1h。再缓慢加入质量百分比为10～20％的碳酸钾，继续反应20min，降至室温出料并过滤，将得到的滤液倒入无水乙醇溶液中搅拌后溶液分层，取下层溶液即为有机铬中间体YJG。

2、制备树脂中间体SZT：在反应釜中加入20～40％的尿素和50～70％的甲醛水溶液(所述的甲醛水溶液浓度为37％)，在搅拌条件下升温至50±5℃，加3～10滴2mol/L的氢氧化钠(NaOH)溶液调节pH值7～8，反应釜上部安装冷凝回流装置，反应2h。反应结束后，加3～10滴冰乙酸调节pH值4～5，再加入10～20％的糠醇和0.1～0.5％的三乙醇胺到反应釜中，在搅拌条件下、升温至90±5℃，反应15min，降至室温出料得到树脂中间体SZT。

3、降漏失B剂制备：将有机铬中间体YJG 40～50％、树脂中间体SZT 20～40％、重铬酸钾10～20％进行混合，在搅拌条件下、升温至50±5℃，30min后降至室温出料得到降漏失B剂。

三、助排剂HB-11的制备：

1、制备中间体CDC：将质量百分比为40～60％的N，N-二甲基十四烷基叔胺为起始剂置于搪瓷反应釜中，在搅拌条件下、升温至140±5℃，抽空、充氮，缓慢滴加质量百分比为40～60％的环氧氯丙烷。反应压力控制在0.2～0.5MPa，反应3h，降至室温出料，采用异丙醇(别名：二甲基甲醇)反复洗涤三次后得到膏状产物为中间体CDC。

2、制备中间体HGT：将质量百分比为60～80％的N，N-二甲基十四烷基叔胺为起始剂置于不锈钢反应釜中，在搅拌条件下、升温到110±5℃，，抽空、充氮，缓慢滴加质量百分比为20～40％的氯化苄。反应压力控制在0.2～0.5MPa，反应2h，测定溶液pH6～6.5时结束，降至室温出料得到中间体HGT。

3、助排剂HB-11制备：将质量百分比为40～60％的中间体CDC和质量百分比为40～60％的中间体HGT置于不锈钢反应釜中，在搅拌条件下、升温至60±5℃，30min后降至室温出料得到助排剂HB-11。

四、低压油井作业用保护液的制备：

根据需要封堵井段高度确定制备低压油井作业用保护液的数量，在配液池中开启搅拌设备，依次加入降漏失A剂、胶囊破胶剂、助排剂HB-11、降漏失B剂和水，搅拌20min即可使用。

低压油井作业用保护液的使用方法：

现场采用配液池人工加药方式，所需设备包括配液池、清水池及泵车、罐车、压力表等相关辅助设备。使用步骤：

(1)在光杆上卡好方卡子，将活塞提出泵筒。

(2)在配液池中配制保护液，并搅拌均匀备用；

(3)连接管线进行反洗井，先注入保护液，然后注水把保护液顶替到射孔层位，井温30～50℃关井4h，井温50～80℃关井2h。

(4)开井进行正常的作业施工，低压油井作业用保护液注入井内48～72h自行降解。

本发明的有益效果：本发明低压油井作业用保护液，能够有效缓解因地层压力系数低，作业入井液漏失严重导致地层受到的伤害。本发明以减少压井液漏失量为主要目标，通过合成中间体的与聚丙烯酰胺的交联反应形成能够有效增加液体流动阻力的凝胶体，降低压井用液的漏失量，利用胶囊破胶剂的缓释释放作用达到定时破胶的要求，通过制备合成的助排剂能够起到润湿地层，加快破胶液体的流动速度，起到迅速恢复产能的目的。

本发明的保护液可以应用于35～80℃的油层作业，具有很好的降漏失能力，当降漏失A剂为0.3％、降漏失B剂为0.3％时，对空气渗透率在500～1000毫达西的岩芯，减少漏失程度达到66.6％；对空气渗透率在50～500毫达西的岩芯，减少漏失程度达到85.9％；破胶时间48～72h，破胶后液体粘度小于5mpa·s。流动性好，能够满足现场施工的要求。压井液漏失量小、地层伤害低、现场实施简便。

具体实施方式

实施例1：

一、降漏失A剂的制备：

降漏失A剂按以下配比混合而成，取分子量为1800万的高分子聚丙烯酰胺，质量百分比50％；分子量为600万的低分子聚丙烯酰胺，质量百分比30％；丙烯酰胺单体，质量百分比20％，加入反应釜搅拌10min，制成降漏失A剂。

二、降漏失B剂的制备：

1、制备有机铬中间体YJG：在反应釜中加入质量百分比为50％的果糖和30％的水，在搅拌条件下加热至80℃，把质量百分比为10％的氢氧化铬缓慢倒入反应釜，敞口反应1h。再缓慢加入质量百分比为10％的碳酸钾，继续反应20min，降至室温出料并过滤，将得到的滤液倒入无水乙醇溶液中搅拌后溶液分层，取下层溶液即为有机铬中间体YJG。

2、制备树脂中间体SZT：在反应釜中加入25％的尿素和55％的甲醛水溶液(所述的甲醛水溶液浓度为37％)，在搅拌条件下升温至50℃，加3滴2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值7～8，反应釜上部安装冷凝回流装置，反应2h。反应结束后，加3滴冰乙酸调节pH值4～5，再加入19.8％的糠醇和0.2％的三乙醇胺到反应釜中，在搅拌条件下、升温至90℃，反应15min，降至室温出料得到树脂中间体SZT。

3、降漏失B剂制备：将有50％的机铬中间体YJG、30％的树脂中间体SZT、20％的重铬酸钾进行混合，在搅拌条件下、升温至50℃，30min后降至室温出料得到降漏失B剂。

三、助排剂HB-11的制备：

1、制备中间体CDC：将质量百分比为50％的N，N-二甲基十四烷基叔胺为起始剂置于搪瓷反应釜中，在搅拌条件下、升温至140℃，抽空、充氮，缓慢滴加质量百分比为50％的环氧氯丙烷。反应压力控制在0.2～0.5MPa，反应3h，降至室温出料，采用异丙醇反复洗涤三次后得到膏状产物为中间体CDC。

2、制备中间体HGT：将质量百分比为65％的N，N-二甲基十四烷基叔胺为起始剂置于不锈钢反应釜中，在搅拌条件下、升温到110±5℃，，抽空、充氮，缓慢滴加质量百分比为35％的氯化苄。反应压力控制在0.2～0.5MPa，反应2h，升温到110℃，保温反应至pH6～6.5完毕，降至室温出料得到中间体HGT。

3、助排剂HB-11制备：将质量百分比为50％的中间体CDC和质量百分比为50％的中间体HGT置于不锈钢反应釜中，在搅拌条件下、升温至60℃，30min后降至室温出料得到助排剂HB-11。

四、低压油井作业用保护液的制备：

根据现场需要配置保护液以10m³为例，降漏失A剂0.3％，降漏失B剂0.3％，胶囊破胶剂0.2％，助排剂HB-11 0.5％，余量为水。具体操作方法是在配液池中加入6m³回注水，开启搅拌设备，依次加入30公斤降漏失A剂，胶囊破胶剂20公斤，助排剂HB-11 50公斤，降漏失B剂30公斤，加回注水至10m³,搅拌20min即可使用。

效果：70℃下室内进行模拟漏失和保护液堵漏实验，结果见表1。

表1  油层保护液性能评价实验数据表

从表1结果看，低压油井作业用保护液有较好的堵漏性能，对不同岩心均有明显的降漏失效果，破胶后对岩心伤害小。

实施例2

一、降漏失A剂的制备：

降漏失A剂按以下配比混合而成，取分子量为1800万的高分子聚丙烯酰胺，质量百分比60％；分子量为600万的低分子聚丙烯酰胺，质量百分比20％；丙烯酰胺单体，质量百分比20％，制备方法与实施例1相同。

二、降漏失B剂的制备：

1、制备有机铬中间体YJG：原料的质量百分比为45％的果糖、35％的水、8％的氢氧化铬、12％的碳酸钾。

2、制备树脂中间体SZT，原料的质量百分比为25％的尿素、58％的甲醛水溶液，所述的甲醛水溶液浓度为37％，5滴2mol/L的氢氧化钠、5滴冰乙酸、16.5％的糠醇、0.5％的三乙醇胺。

3、降漏失B剂制备：40％的有机铬中间体YJG、40％的树脂中间体SZT、20％的重铬酸钾，制备方法与实施例1相同。

三、助排剂HB-11的制备：

1、制备中间体CDC，原料的质量百分比为55％的N，N-二甲基十四烷基叔胺、45％的环氧氯丙烷。

2、制备中间体HGT，原料的质量百分比为70％的N，N-二甲基十四烷基叔胺、30％的氯化苄。

3、助排剂HB-11制备：原料的质量百分比为60％的中间体CDC、40％的中间体HGT，制备方法与实施例1相同。

四、低压油井作业用保护液的制备：

根据现场需要配置保护液以10m³为例，降漏失A剂0.4％，降漏失B剂0.4％，胶囊破胶剂0.5％，助排剂HB-11 0.8％，余量为水。具体操作方法是在配液池中加入6m³回注水，开启搅拌设备，依次加入40公斤降漏失A剂，胶囊破胶剂50公斤，助排剂HB-11 50公斤，降漏失B剂40公斤，加回注水至10m³，搅拌20min即可使用。

效果：60℃下室内进行模拟漏失和保护液堵漏实验，结果见表2。

表2  油层保护液性能评价实验数据表

从表2结果看，低压油井作业用保护液有较好的堵漏性能，对不同岩心均有明显的降漏失效果，破胶后对岩心伤害小。

实施例3

一、降漏失A剂的制备：

降漏失A剂按以下配比混合而成，取分子量为1800万的高分子聚丙烯酰胺，质量百分比55％；分子量为600万的低分子聚丙烯酰胺，质量百分比30％；丙烯酰胺单体，质量百分比15％，制备方法与实施例1相同。

二、降漏失B剂的制备：

1、制备有机铬中间体YJG：原料的质量百分比为55％的果糖、20％的水、12％的氢氧化铬、13％的碳酸钾。

2、制备树脂中间体SZT，原料的质量百分比为28％的尿素、60％的甲醛水溶液，所述的甲醛水溶液浓度为37％，5滴2mol/L的氢氧化钠、5滴冰乙酸、11.6％的糠醇、0.4％的三乙醇胺。

3、降漏失B剂制备：50％的有机铬中间体YJG、40％的树脂中间体SZT、10％的重铬酸钾，制备方法与实施例1相同。

三、助排剂HB-11的制备：

1、制备中间体CDC，原料的质量百分比为40％的N，N-二甲基十四烷基叔胺、60％的环氧氯丙烷。

2、制备中间体HGT，原料的质量百分比为80％的N，N-二甲基十四烷基叔胺、20％的氯化苄。

3、助排剂HB-11制备：原料的质量百分比为40％的中间体CDC、60％的中间体HGT，制备方法与实施例1相同。

四、低压油井作业用保护液的制备：

根据现场需要配置保护液以10m³为例，降漏失A剂0.5％，降漏失B剂0.5％，胶囊破胶剂0.5％，助排剂HB-11 1.0％，余量为水。具体操作方法是在配液池中加入6m³回注水，开启搅拌设备，依次加入50公斤降漏失A剂，胶囊破胶剂50公斤，助排剂HB-11 100公斤，降漏失B剂50公斤，加回注水至10m³，搅拌20min即可使用。

效果：80℃下室内进行模拟漏失和保护液堵漏实验，结果见表3。

表3  油层保护液性能评价实验数据表

从表3结果看，低压油井作业用保护液有较好的堵漏性能，对不同岩心均有明显的降漏失效果，破胶后对岩心伤害小。

实施例4

一、降漏失A剂的制备：

降漏失A剂按以下配比混合而成，取高分子聚丙烯酰胺(分子量1800万)，质量百分比60％；低分子聚丙烯酰胺(分子量600万)，质量百分比30％；丙烯酰胺单体，质量百分比10％，制备方法与实施例1相同。

二、降漏失B剂的制备：

1、制备有机铬中间体YJG：原料的质量百分比为55％的果糖、20％的水、10％的氢氧化铬、15％的碳酸钾。

2、制备树脂中间体SZT，原料的质量百分比为22％的尿素、58％的甲醛水溶液(所述的甲醛水溶液浓度为37％)、3滴2mol/L的氢氧化钠、3滴冰乙酸、19.8％的糠醇、0.2％的三乙醇胺。

3、降漏失B剂制备：50％的有机铬中间体YJG、35％的树脂中间体SZT、15％的重铬酸钾，制备方法与实施例1相同。

三、助排剂HB-11的制备：

1、制备中间体CDC，原料的质量百分比为45％的N，N-二甲基十四烷基叔胺、55％的环氧氯丙烷。

2、制备中间体HGT，原料的质量百分比为75％的N，N-二甲基十四烷基叔胺、25％的氯化苄。

3、助排剂HB-11制备：原料的质量百分比为50％的中间体CDC、50％的中间体HGT，制备方法与实施例1相同。

四、低压油井作业用保护液的制备：

根据现场需要配置保护液以10m³为例，降漏失A剂0.3％，降漏失B剂0.3％，胶囊破胶剂0.3％，助排剂HB-11 0.5％，余量为水。具体操作方法是在配液池中加入6m³回注水，开启搅拌设备，依次加入30公斤降漏失A剂，胶囊破胶剂30公斤，助排剂HB-11 50公斤，降漏失B剂30公斤，加回注水至10m³，搅拌20min即可使用。

效果：70℃下室内进行模拟漏失和保护液堵漏实验，结果见表4。

表4  油层保护液性能评价实验数据表

从表4结果看，低压油井作业用保护液有较好的堵漏性能，对不同岩心均有明显的降漏失效果，破胶后对岩心伤害小。

Claims (2)

1.一种低压油井作业用保护液，由降漏失A剂、降漏失B剂、胶囊破胶剂、助排剂HB-11和水组成，各组分质量百分比为：降漏失A剂，0.3～0.5%；降漏失B剂，0.3～0.5%；胶囊破胶剂，0.2～0.5%；助排剂HB-11，0.5～1.0%；余量为水，各组分质量百分比之和为百分之百； 

降漏失A剂的各组分质量百分比为：分子量1800～2000万的高分子聚丙烯酰胺,40～60%；分子量400～600万的低分子聚丙烯酰胺，20～30%；丙烯酰胺，10～20%；降漏失A剂各组分质量百分比之和为百分之百； 

降漏失B剂的各组分质量百分比为：有机铬中间体YJG，40～50%；树脂中间体SZT，20～40%；重铬酸钾10～20%；其中：制备有机铬中间体YJG的各组分质量百分比为：氢氧化铬，8～12%；果糖，40～60%；碳酸钾10～20%；制备树脂中间体SZT的各组分质量百分比为：尿素，20～40%；浓度为37%的甲醛水溶液，50～70%；糠醇，10～20%；三乙醇胺，0.1～0.5%；氢氧化钠，0.01～0.02%；冰乙酸，0.01～0.02%，并且树脂中间体SZT的各组分质量百分比之和为百分之百；降漏失B剂各组分质量百分比之和为百分之百； 

助排剂HB-11的各组分质量百分比为：中间体CDC，40～60%；中间体HGT，40～60%；其中制备中间体CDC的各组分质量百分比为：N,N-二甲基十四烷基叔胺，40～60%；环氧氯丙烷，40～60%；制备中间体HGT的各组分质量百分比为：N,N-二甲基十四烷基叔胺，60～80%；氯化苄，20～40%；助排剂HB-11各组分质量百分比之和为百分之百。 

2.根据权利要求1所述的低压油井作业用保护液，其特征是：制备方法分为以下步骤完成： 

一、降漏失A剂的制备：将分子量1800～2000万的高分子聚丙烯酰胺，40～60%；分子量400～600万的低分子聚丙烯酰胺，20～30%；丙烯酰胺，10～20%，加入反应釜搅拌10min，制成降漏失A剂； 

二、降漏失B剂的制备： 

a、制备有机铬中间体YJG：在反应釜中加入质量百分比为40～60%的果糖和30～40%的水，在搅拌条件下加热至80±2℃，把质量百分比为8～12%的氢氧化铬缓慢倒入反应釜，敞口反应0.5～1h；再缓慢加入质量百分比为10～20%的碳酸钾，继续反应20min，降至室温出料并过滤，将得到的滤液倒入无水乙醇溶液中搅拌后溶液分层，取下层溶液即为有机铬中间体YJG；并且有机铬中间体YJG的各组分质量百分比之和为百分之百,

b、制备树脂中间体SZT：在反应釜中加入20～40%的尿素和50～70%的甲醛水溶液，所述的甲醛水溶液浓度为37%，在搅拌条件下升温至50±5℃，加3～10滴2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值7～8，反应釜上部安装冷凝回流装置，反应2h；反应结束后，加3～10滴冰乙酸调节pH值4～5，再加入10～20%的糠醇和0.1～0.5%的三乙醇胺到反应釜中，在搅拌条件下、升温至90±5℃，反应15min，降至室温出料得到树脂中间体SZT；并且制备树脂中间体SZT的各组分质量百分比之和为百分之百； 

c、降漏失B剂制备：将40～50%的有机铬中间体YJG、20～40%的树脂中间体SZT、10～20%的重铬酸钾进行混合，在搅拌条件下、升温至50±5℃，30min后降至室温出料得到降漏失B剂； 

三、助排剂HB-11的制备： 

a、制备中间体CDC：将质量百分比为40～60%的N,N-二甲基十四烷基叔胺为起始剂置于搪瓷反应釜中，在搅拌条件下、升温至140±5℃，抽空、充氮，缓慢滴加质量百分比为40～60%的环氧氯丙烷；反应压力控制在0.2～0.5MPa，反应3h，降至室温出料，采用异丙醇反复洗涤三次后得到膏状产物为中间体CDC； 

b、制备中间体HGT：将质量百分比为60～80%的N,N-二甲基十四烷基叔胺为起始剂置于不锈钢反应釜中，在搅拌条件下、升温到110±5℃，， 抽空、充氮，缓慢滴加质量百分比为20～40%的氯化苄；反应压力控制在0.2～0.5MPa，反应2h，测定溶液pH6～6.5时结束，降至室温出料得到中间体HGT； 

c、助排剂HB-11制备：将质量百分比为40～60%的中间体CDC和质量百分比为40～60%的中间体HGT置于不锈钢反应釜中，在搅拌条件下、升温至60±5℃，30min后降至室温出料得到助排剂HB-11； 

四、低压油井作业用保护液的制备： 

根据需要封堵井段高度确定制备低压油井作业用保护液的数量，在配液池中开启搅拌设备，依次加入降漏失A剂、胶囊破胶剂、助排剂HB-11、降漏失B剂和水，搅拌20min即可使用。